刘平
,
黄英
,
廉超
,
蒋红生
,
刘秀梅
,
赵小文
高分子材料科学与工程
通过分析力敏炭黑填充导电橡胶（力敏导电炭黑/橡胶）＂负电阻-压力系数＂（NPCR）的主因,研究了基于炭黑填充导电橡胶的力传感器非线性特性。研究表明,当炭黑体积分数接近临界渗流体积分数时,NPCR非线性的主因为电阻率的非线性减小;炭黑体积分数在渗流区时,NPCR非线性的主因为电阻率的非线性减小和导电橡胶应力-应变关系的非线性;若炭黑体积分数在传导区时,NPCR非线性的主因为应力-应变关系的非线性。随着炭黑体积分数的增大,力敏导电炭黑/橡胶的NPCR非线性逐渐减弱。此外,由于界面压阻效应以及导电橡胶近似不可压缩体的性质,用于获取NPCR效应的电极分布形式也对NPCR效应的非线性特性存在影响。
关键词:
非线性
,
炭黑
,
导电橡胶
,
触觉传感器
廉超
,
黄英
,
高峰
,
刘平
,
张玉刚
功能材料
采用多壁碳纳米管和硅橡胶制备多壁碳纳米管／硅橡胶复合材料。研究了该复合材料的导电网络和湿敏特性。通过透射电镜观察经过化学修饰和未修饰的多壁碳纳米管的表面形貌，扫描电镜观察多壁碳纳米管／硅橡胶复合材料形成的导电网络结构；分析该复合材料的导电机理，研究多壁碳纳米管／硅橡胶感湿特性。结果表明，相对湿度在11％-98％的范围，经过修饰后的多壁碳纳米管／硅橡胶湿度传感器的灵敏度为0．03469／％RH，而且该复合材料具有响应时间短和重复性好的特点，是比较理想的新型湿度敏感材料，可以在多种湿度环境的检测中获得广泛的应用。
关键词:
多壁碳纳米管
,
硅橡胶
,
复合材料
,
修饰
,
湿度传感器
黄英
,
赵兴
,
高峰
,
廉超
,
张玉刚
,
仇怀利
功能材料
分析了硅橡胶作为基体材料,分别以炭黑、石墨、碳纤维3种碳系材料作为导电填料获得的复合物的电阻温度特性差异。结果表明炭黑作为填料的复合物样品没有正向电阻温度特性,石墨样品仅在较小的温度范围（55～75℃）具有明显的正向电阻温度特性,而碳纤维样品在较大的温度范围（25～90℃）具有较明显的正向电阻温度特性,且电阻温度变化近似线性。综合考虑,碳系填料的形状是影响非结晶聚合物/碳系填料复合物正温度系数的主要因素;非结晶聚合物/碳纤维复合物电阻温度特性具有较好的线性,可用于柔性温度传感器的敏感材料。
关键词:
非结晶聚合物
,
碳系填料
,
电阻温度特性
,
柔性
,
温度传感器
刘平
,
黄英
,
廉超
,
蒋红生
,
赵小文
高分子材料科学与工程
以通用有效介质理论为基础,得出柔性触觉传感器用温度敏感导电橡胶的电阻-温度计算模型。采用炭黑-硅橡胶导电复合体系（导电/炭黑橡胶）作为实验材料,对该模型进行了实验验证。结果表明,在填料分布均匀、体积分数接近渗流体积分数等边界条件下,电阻-温度计算模型与实验结果吻合,表现出一致的＂电阻-正温度系数＂（PTCR）变化规律。在温度场的作用下,基体的体积膨胀而导致炭黑浓度被稀释的过程对PTCR效应存在重要影响;基体的体积膨胀导致材料形状的改变对PTCR效应无显著影响。
关键词:
温度特性
,
电阻-正温度系数效应
,
导电橡胶
,
柔性触觉传感器
刘平
,
黄英
,
廉超
,
蒋红生
,
葛运建
复合材料学报
以通用有效介质理论为基础，给出了炭黑填充导电橡胶（炭黑／橡胶）的力敏传感器灵敏系数计算方程。采用该方程并结合应变和压阻效应对“负压力一电阻特性”（NPC）的影响程度，分析了力敏导电炭黑／橡胶的灵敏系数和工作原理。结果表明：炭黑体积分数在临界体积分数附近时，力敏导电炭黑／橡胶的灵敏系数在2．5-13之间，其工作原理主要为压阻效应。当炭黑体积分数在渗流区时，灵敏系数在2．5-4．5之间，其工作原理与接触压力的大小有关。压力较小时，其工作原理主要为压阻效应；压力较大时，其工作原理主要为应变效应。炭黑体积分数在传导区时，灵敏系数在2．O-2．5之间，其工作原理主要为应变效应。
关键词:
应变效应
,
压阻效应
,
炭黑
,
导电橡胶
,
灵敏系数
,
传感器
黄英
,
刘平
,
廉超
,
刘秀梅
,
蒋红生
复合材料学报
以通用有效介质理论为基础，给出了炭黑填充导电橡胶（导电炭黑／橡胶）的温度传感器电阻一温度计算模型。利用该模型得出材料的灵敏系数计算公式，并结合形变和电阻率的变化对正电阻一温度特性（PTCR）的影响分析材料的灵敏系数特性。结果表明：在炭黑分布均匀、体积分数在渗流体积分数附近等条件下，电阻一温度计算模型与实验吻合，表现出一致的PTCR变化规律。导电炭黑／橡胶的PTCR效应主要源于基体膨胀导致炭黑体积分数的稀释作用，若炭黑体积分数在渗流区，导电炭黑／橡胶的灵敏系数为280-420；当炭黑体积分数在传导区时，其灵敏系数为32．5-62．0。导电炭黑／橡胶的PTCR效应是热一形变与形变一电导过程的乘积效应，导电炭黑／橡胶的灵敏系数高，但其体积膨胀系数低，使材料的电阻温度系数较低。
关键词:
复合材料
,
温度特性
,
灵敏系数
,
炭黑
,
导电橡胶
,
柔性触觉传感器
